本发明涉及一种机器人移动机构设计方法,具体涉及一种微小型机器人移动机构的实验模型建立方法,属于智能电子产品技术领域。
背景技术:
微小型机器人具有如此广阔应用领域,其操作对象也“五花八门”,从生物组织到微小齿轮,但大部分作业对象的尺度都在微米级甚至更小(如大多数花粉的直径在20~50um,一个正常细胞只有7um大),这就要求机器人必须具备很高的定位精度和较快的移动速度才能高效的完成这些特殊的作业任务;例如,由两个机器人配合实现微小轴孔的装配,首先需要两个机器人分别在不同的零件存放区抓取轴和孔,搬运到显微镜下,为了具备实用性,在这一过程中机器人应具备尽可能快的移动速度;然后在显微镜下完成装配,这一过程要求机器人具备很高的绝对定位精度,移动机器人要在非完整约束下实现很高的绝对定位精度就必须具备很高的运动分辨力,为了解决微小型机器人特殊的作业任务对微小型机器人的运动性能中高的移动速度和高的运动分辨力之间的矛盾,提出一种微小型机器人移动机构的实验模型建立方法。
技术实现要素:
(一)要解决的技术问题
为解决上述问题,本发明提出了一种微小型机器人移动机构的实验模型建立方法,由单一构件组成,采用粘滑驱动原理可以实现较高的运动分辨力,采用碰撞力驱动原理可以实现较高的运动速度,对两种驱动原理进行研究,为后续对机构的进一步优化,以及控制方法研究提模型与供理论依据。
(二)技术方案
本发明的微小型机器人移动机构的实验模型建立方法,包括以下步骤:
第一步:构造机构的有限自由度模型,基于模态叠加理论,对连续体进行离散化,并研究机构的有限自由度模型构造方法,对系统进行降维;
第二步:建立移动机构与行走表面的碰撞模型,针对本文研究碰撞过程的特点,研究模型参数的辨识方法;
第三步:研究机构的粘滑驱动原理,分析机构的振动对粘滞滑移状态的影响;分析简谐激励下机构的运动状态,研究碰撞力的统计规律,揭示谐振状态下的碰撞力驱动原理;
第四步:研制移动机构样机,搭建测试其运动性能指标的实验系统,并针对其粘滑驱动原理的运动分辨力,谐振状态下的碰撞力驱动原理的运动速度和定位精度等展开实验研究。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明的微小型机器人移动机构的实验模型建立方法,由单一构件组成,采用粘滑驱动原理可以实现较高的运动分辨力,采用碰撞力驱动原理可以实现较高的运动速度,对两种驱动原理进行研究,为后续对机构的进一步优化,以及控制方法研究提模型与供理论依据。
具体实施方式
一种微小型机器人移动机构的实验模型建立方法,包括以下步骤:
第一步:构造机构的有限自由度模型,基于模态叠加理论,对连续体进行离散化,并研究机构的有限自由度模型构造方法,对系统进行降维;
第二步:建立移动机构与行走表面的碰撞模型,针对本文研究碰撞过程的特点,研究模型参数的辨识方法;
第三步:研究机构的粘滑驱动原理,分析机构的振动对粘滞滑移状态的影响;分析简谐激励下机构的运动状态,研究碰撞力的统计规律,揭示谐振状态下的碰撞力驱动原理;
第四步:研制移动机构样机,搭建测试其运动性能指标的实验系统,并针对其粘滑驱动原理的运动分辨力,谐振状态下的碰撞力驱动原理的运动速度和定位精度等展开实验研究。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下,本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。